全球展望:欧洲电机效率标签

欧洲电机效率:欧洲控制工程的Suzanne Gill报道了2011年6月欧洲电机法规的影响，涉及感应电机的能源效率评级。链接到更多信息，包括美国的比较。

通过苏珊娜吉尔 2011年7月18日

今年6月，欧洲范围内的新法规生效，对低压感应电动机制造商产生了影响。法规(EC) N°640/2009规定，2011年6月16日之后，只有IE2或IE3级效率电机才能在欧洲经济区市场上销售。

在撰写本文时，许多解释问题在英国和欧洲引起了激烈的争论。REMA(旋转电机协会)，英国电机制造商贸易协会，正在通过相关组织BEAMA，英国电工和联合制造商协会联合会更新发展。

该法规适用于功率范围在0.75至375kW之间的2、4和6极50Hz和60Hz电机。国际效率(IE)等级定义了电机运行的效率，取代了以前使用的EFF 1和EFF2名称。(见下面的法律链接。)

西门子传动技术部告诉CEE, IE等级的测量方法是与过去使用的方法的重要区别标准。以前，杂散负荷损失被考虑为固定的0.5%;现在这些都是精确计算出来的。西门子已经使用了自己的电机的例子来说明这在实践中意味着什么:根据IEC 60034-2-1:2007的新的效率计算方法，一台4极5.5 kW 50hz电机的效率以前为89.2%，现在为88.2%。对于60Hz类型，效率为89.5%。由于改进了测量方法，在电机技术保持不变的情况下，这种效率的变化将适用于所有电机制造商。

容易比较

对于工厂和机械制造商来说，这提供了一个优势，即电机现在可以更容易地相互比较。以较高的价格购买最先进的技术应该有一个相对快速的投资回收期。因此，涉及到IE2电机的驱动解决方案的投资回收期通常不到两年，西门子表示。

Jürgen Brandes博士，西门子公司大型驱动器事业部首席执行官，解释了提高效率和节约能源在现实中可以提供什么。他说:“一台电机的运行成本占总成本的90%，因此进一步提高这些产品的效率是完全合理的。专家估计，通过使用变速驱动器和高效电机，全球每年可以节省120太瓦小时的能源。”

在为新法规做准备时，许多电机制造商已经有一段时间按照IE分类给他们的电机贴上效率值标签。西门子自2009年以来一直在这样做。它的额定值板已经具有适应的技术数据，如效率，电流，IE命名法和标称电压。

OEM的影响

电机制造商Baldor认为，新立法将对机械原始设备制造商产生巨大影响，其自己的研究得出的结论有些令人惊讶，欧盟有多达三分之一的原始设备制造商仍然完全或部分不知道，自2011年6月开始安装的新通用交流电机必须达到IE2的最低效率，相当于之前的EFF1标准。

Baldor驻欧盟工业营销经理Robin Cowley表示:“我们呼吁所有原始设备制造商现在就开始考虑汽车能效法规的影响。”“当他们考虑升级到IE2的效率水平时，我们也会建议他们考虑他们的IE3效率水平的战略。”当然，考利指的是这项立法的下一阶段，从今年到2017年，该立法将分三个阶段推出。从2011年6月开始，该指令禁止销售低于IE2标准效率的电机;从2015年起，IE3电机只能用于某些大型应用，从2017年起，IE3电机只能用于所有应用。

然而，西门子表示，在最后两种情况下，替代驱动解决方案也将被接受，该解决方案包括变频器和IE2电机的组合。该公司表示，在这种情况下，重要的不是整体效率的绝对值，而是使用闭环控制驱动器时的巨大节能潜力。这意味着，即使变频器和IE2电机的恒载效率低于IE3电机的效率，负责起草欧盟法规的人也希望通过闭环控制驱动器节省大量能源。对于流体流动机器中使用的驱动器，例如风扇、压缩机和泵，尤其如此。

方向是对的

ABB分立自动化和运动部门的Steve Ruddell认为，新的IEC电机效率标准无疑是朝着正确方向迈出的一步，它们表明了通过从市场上去除最低等级来提高能源效率的意图。

然而，鲁德尔质疑这一进程能走多远。他说:“随着IE2定速电机将在2015年推出，我们可能会看到IE3被淘汰，而IE4将成为公认的最低标准。这是合乎逻辑的，但这项技术能发展到什么程度呢?最小的框架感应电机在其效率极限，与IE2和没有更多的活性物质可以包装在里面，这意味着提高小型IE2电机的能源效率的最佳方法是，再一次，通过应用变速驱动器。虽然其他技术，如开关磁阻电机和永磁电机，可以提供比感应电机稍高的效率，但它们也需要VSDs。也许有一天，所有的电机都需要安装VSD，以达到不断提高的效率水平。“[ABB提供了欧盟低压电动机MEPS指南PDF;参见下面的链接。]

把好处讲清楚

在变速驱动器的使用问题上，Control Techniques的一致性经理Colin Hargis说:“一般的感觉是，当立法转向使用IE3级电机时，大多数用户会选择使用IE3电机。这是一个遗憾，因为使用逆变器驱动来控制电机将比简单地使用更节能的电机提供巨大的额外能源节省。

“在变速驱动器非常有用的应用中，现在的投资回收期非常短，只有一年。然而，这总是归结为谁支付能源账单和谁支付安装的资本成本。我们经常发现，为电力支付的经常性成本来自不同的钱包，所以最好的节能解决方案并不总是得到实施。如果进行资本回报率计算，很容易看出在许多应用中，使用变速驱动器的成本效益要高得多。

“如果你有一个应用程序将受益于IE2电机的变速，那么它将受益于IE3电机。因为一旦你消除了一些额外的损失，不再浪费在电机上，你将得到一个更大的节能效益，只需把速度降低。

“如果你看一下从IE1电机到IE2电机所带来的效率提高所涉及的数据，你通常谈论的是2%或3%的效益。在泵或风扇应用中，增加一个变速驱动器可以节省30%，”Hargis说。

最终用户对自己的能源效率水平拥有最终发言权。因此，他们真的需要推动最节能的设备，并接受这将以设备更高的资本成本为代价，以确保他们从提高能源效率中获得更长期的节省。

人们呼吁走得更远

尽管这项立法将为自动化技术的最终用户带来明显的节能优势，近年来他们对能源成本越来越感兴趣，WEG欧洲市场经理Marek Lukaszczyk质疑这项立法是否足够，他指出:“我的问题在两个方面是合理的——atex电机被排除在该指令之外，而IE分类的上限只有375 kW。ATEX电机的遗漏可能是最严重的问题，因为更大的电机本质上更有效率。

“在过去十年中，工业中危险区域的数量无疑大幅增加，因此ATEX电机的使用数量也相应增加。此外，由于使用环境的性质，ATEX电机倾向于连续运行，消耗大量的能量。我希望ATEX类别电机的遗漏将在指令的实施时间内重新调整，”Lukaszczyk说。

立法冲突还是贸易壁垒?

总部位于英国的专业电机分销商Alldrives & Controls的艾伦•布罗尔(Alan Bloor)质疑，这种阶段性引进法规将欧洲置于何处。他指的是最近出台的《2007年美国能源独立与安全法案》(EISA)。他说:“EISA于2007年签署成为法律。基于EPAct92，它更新了通用三相交流工业电机的强制效率标准，从0.75到375 kW，到美国NEMA对进口到美国的电机的溢价评级。对所有欧洲原始设备制造商来说，关键的一点是，这项立法适用于2010年12月19日之后在美国生产或进口销售的电机，而且关键的是，NEMA Premium相当于IE3, IE3要到2015年才会在欧洲生效。进口不符合EISA要求的电机将受到严厉的处罚，电机制造商不允许有任何余地。”

Bloor担心这可能构成一个隐藏的进口壁垒，他补充说:“EISA已经开始实施，所以除非欧洲oem指定‘NEMA Premium’电机，否则出口到美国可能会很困难，因为他们需要在指令实施前两年采购IE3电机，并且没有任何余地，效率高于指令。另一种选择是使用美国制造的发动机!人们不禁要问，和谐在哪里?”

把它分解

标准IEC 60034-30-这定义了要采用的原则，并为全球电动机的能效等级带来了全球协调。

2005/32 / EC号指令(2005年7月)这项欧洲议会指令建立了一个框架，用于设定应用于“能源使用产品”的生态设计要求。这些产品按“批次”分组。电机属于Lot 11的生态设计方案，作为泵，风扇和循环泵。

欧盟委员会关于能源相关产品应用的法规640/2009:欧洲指令Lot 1本标准发布于2009年7月，基于IEC60034-30标准。它定义了将来强制使用的效率类。它规定了在欧洲市场销售的机器应达到的效率水平，并概述了实施时间表。

效率等级为:

* IE1:标准效率-水平相当于Eff2

* IE2:高效-相当于美国Eff1或“能源效率”的水平(EPAct 1992)，自2011年6月起适用

* IE3:高效率-欧洲新产品或美国“NEMA Premium”。这适用于2010年1月或2017年1月，具体取决于所涉及的功率等级。

——摘自2011年4月《欧洲控制工程》的一篇文章，作者是Suzanne Gill，编辑。控制工程欧洲, www.controlengeurope.com。

www.abb.com

www.alldrivesandcontrols.co.uk

www.baldor.com